導(dǎo)語：人類對全球氣候的影響是什么呢？其實(shí)除了工業(yè)和交通領(lǐng)域，農(nóng)業(yè)活動(dòng)也對全球氣候產(chǎn)生重要影響，而且大規(guī)模的畜牧業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)釋放了大量甲烷等溫室氣體，加劇了全球氣候變化的程度，此外 ， 森林砍伐和土地利用變化也改變了地球的碳循環(huán)系統(tǒng)，對全球氣候產(chǎn)生了持續(xù)的影響，那么人類可以改變天氣嗎？下面就去了解了解吧！
人類對全球氣候的影響
目前為止，我們已經(jīng)了解了引起氣候變化的可能自然原因，這一節(jié)，我們開始討論人類是如何影響全球氣候變化的 ， 第一個(gè)影響在很大程度上來自于大氣中二氧化碳和其他溫室氣體的增加，第二個(gè)影響與人類活動(dòng)增加了大氣中氣溶膠有關(guān) 。人類對全球和區(qū)域氣候的影響并不是從現(xiàn)代工業(yè)時(shí)期初期才開始的 。研究表明，人類在幾千年來一直在大面積地改變著環(huán)境 。刀耕火種和在農(nóng)牧過渡帶的過度放牧都極大地減少了植被的多樣性和分布 。
人類對土地覆蓋的改變而影響了某些非常重要的氣候因子，如地表反射率、蒸發(fā)率和地表風(fēng)場 。在評(píng)論人類對氣候的影響時(shí)，某項(xiàng)研究的科學(xué)家們指出：“與流行的只有現(xiàn)代人類可以改變氣候的觀點(diǎn)不同，我們更相信人類很可能從鉆木取火時(shí)代開始就已經(jīng)持續(xù)不斷地影響氣候了 ?！苯Y(jié)果，對從南極冰芯所獲得數(shù)據(jù)的研究證實(shí)了這些觀點(diǎn)并廣為人知 。這一研究表明，人類可能在幾千年前就開始顯著影響大氣組成成分和全球溫度了：從8000年前砍伐森林來發(fā)展農(nóng)業(yè)、5000年前種植水稻起，人類就開始慢慢影響溫度了;而這些活動(dòng)釋放的溫室氣體二氧化碳和甲烷可能使全球變暖 。
二氧化碳、微量氣體和氣候變化
在第1章中我們知道，二氧化碳(CO?)只占了干潔空氣中的0.039% 。雖然如此，在氣象學(xué)意義上它卻是非常顯著的大氣成分 。其顯著性在于，二氧化碳對短波太陽輻射幾乎是透明的 ， 而對有些來自地球的長波輻射卻不是透明的 。一部分來自地表的能量被二氧化碳所吸收，這些能量再重新放射，一部分再次回到地表 。因此，在有二氧化碳時(shí)會(huì)保持地面附近的空氣比沒有二氧化碳時(shí)要暖一些 。因此，二氧化碳和水蒸氣一起對大氣的溫室效應(yīng)有著很大貢獻(xiàn) 。二氧化碳是一個(gè)重要的熱量吸收器，因此空氣中二氧化碳含量的任何變化都會(huì)改變低層大氣的溫度 。
大氣二氧化碳含量的增加
【人類對全球氣候的影響，人類可以改變天氣嗎】過去兩個(gè)世紀(jì)，地球上的工業(yè)化通過燃燒化石燃料，煤、天然氣和石油而迅速并繼續(xù)發(fā)展著 。這些化石燃料的燃燒大大增加了大氣中的二氧化碳 。
從19世紀(jì)開始，隨著快速工業(yè)化 ， 化石燃料的燃燒使大量的二氧化碳進(jìn)入大氣 。消耗總量為95千萬億英熱單位(千萬億(1012)是衡量美國能源使用的簡捷單位，1英熱單位Btu=1054.350焦耳，譯者注) ?；剂?石油、煤炭和天然氣)占了總能源消耗的約83%(美國能源部數(shù)據(jù))
煤和其他燃料的使用是人類向大氣排放二氧化碳最主要的方式，但不是唯一的方式 。森林的減少也是一種持續(xù)方式，因?yàn)橹脖蝗紵蛲嘶瘯r(shí)會(huì)釋放出CO? 。由于牧場、農(nóng)場的擴(kuò)大和盲目商業(yè)采伐，使得熱帶地區(qū)的森林退化非常突出 。分布在南美、非洲、東南亞和印度尼西亞的大片熱帶雨林正在消失 。根據(jù)聯(lián)合國估計(jì)，20世紀(jì)90年代的10年間，每年有接近1020萬公頃熱帶雨林永久性地消失 。
在2000年到2005年期間，這一項(xiàng)數(shù)據(jù)已經(jīng)增長到了每年1040萬公頃 。一些過量的CO?可以被植物吸收或溶解在海洋中 。據(jù)估計(jì) ， 約有45%的二氧化碳停留在大氣中 。在這一長時(shí)間內(nèi)，大氣中CO?的濃度的自然變化值在180～300ppm(百萬分之一) 。而由于人類活動(dòng)的影響，目前大氣中CO?的水平比過去60萬年間的最高水平還要高出30% 。工業(yè)化開始以來大氣中CO?濃度的快速增加非常顯著 。大氣中二氧化碳濃度的年增長率在過去幾十年中一直在增加 。
大氣響應(yīng)
如果大氣中的二氧化碳含量增加，全球溫度確實(shí)會(huì)升高嗎?答案是肯定的 。IPCC(政府間氣候變化委員會(huì))2007年報(bào)告是這樣論述的：“氣候系統(tǒng)的增暖是明確的，這從全球平均大氣和海洋溫度升高、積雪和冰川的大范圍融化、海平面的上升這些觀測事實(shí)中得到了證實(shí) 。”大部分在20世紀(jì)中期以后觀測到的全球平均氣溫上升非?？赡苁怯^測到的人類產(chǎn)生的溫室氣體濃度的增加而引起的 。IPCC所用的“非常可能”一詞是指其概率為90%～99% 。自20世紀(jì)70年代開始 ， 全球溫度升高了約0.6℃,過去一個(gè)世紀(jì)溫度總的升高了大約0.8℃ 。是2010年的地面溫度相對于1951-1980年這30年平均值的差值 ， 可以看出最大的增溫在北極和相鄰的高緯度地區(qū) 。以下是相關(guān)事實(shí)：
自有儀器觀測記錄以來(始于1850年),在過去的16年(1995-2010年)里有15年是整個(gè)有數(shù)據(jù)觀測時(shí)間中最熱的;
現(xiàn)在的全球平均溫度至少比過去500～1000年時(shí)期內(nèi)任何時(shí)候的溫度都高;
至少深度在3000米以內(nèi)的全球海洋平均溫度都升高了 。這些溫度趨勢是由人類活動(dòng)造成的嗎?或者無論如何它們總是會(huì)發(fā)生的?IPCC的科學(xué)結(jié)論是，自1950年以來氣溫升高的絕大部分“非?？赡堋笔怯扇祟惢顒?dòng)造成的 。未來會(huì)怎樣呢?對未來的預(yù)估在一定程度上決定于溫室氣體的排放量 。2007年的IPCC報(bào)告指出，如果二氧化碳濃度從工業(yè)化前的280ppm加倍到560ppm,則未來溫度“可能”增加的范圍是2℃~4.5℃ 。這個(gè)增加小于1.5℃以下是“非常不可能”的(1%～10%的概率),而且不排除超過4.5℃的可能性 。
微量氣體的作用
二氧化碳并不是導(dǎo)致全球可能增溫的唯一氣體 。近些年來大氣科學(xué)家意識(shí)到，人類的工業(yè)和農(nóng)業(yè)活動(dòng)可能增加大氣中對全球增溫具有重要作用的微量氣體 。之所以這些氣體被稱為微量氣體，是因?yàn)樗鼈兊臐舛冗h(yuǎn)遠(yuǎn)小于二氧化碳 。這些微量氣體中最重要的是甲烷(CH?)、一氧化二氮(N?O)和氟化物(CFCs) 。這些氣體吸收地球放出的長波輻射，使這些地球輻射不能進(jìn)入太空 。盡管單獨(dú)一種氣體的作用是微弱的，但是這些氣體的作用加起來對對流層的增溫就有顯著作用了 。
大氣中的甲烷含量遠(yuǎn)小于二氧化碳 ， 但是相對于其較小的1.7ppm的濃度，其發(fā)揮的增溫作用卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)比看上去的濃度值要大得多，因?yàn)榧淄槲盏厍蚍懦龅募t外輻射的效率約是二氧化碳的20倍 。甲烷是由氧氣很少的潮濕環(huán)境中的厭氧細(xì)菌產(chǎn)生的 。這些地方包括沼澤、濕地以及白蟻和食草動(dòng)物如牛和羊的內(nèi)臟等 。甲烷同樣會(huì)產(chǎn)生于種植水稻的“人造梯田”等水田中 。煤炭、石油和天然氣的開采也是甲烷的一個(gè)來源 ， 因?yàn)榧淄槭怯伤鼈冃纬傻漠a(chǎn)物 。大氣中甲烷濃度的增長一直與人口的增長同步 。這種關(guān)系反映了甲烷形成與農(nóng)業(yè)有著密切關(guān)系 ， 當(dāng)人口增長時(shí) ， 牲畜和稻田的數(shù)量也會(huì)增長 。一氧化二氮又稱為“笑氣”,在大氣中的含量也在增加，盡管增加的速度沒有甲烷快 。這種增加主要也是由農(nóng)業(yè)活動(dòng)引起的 。當(dāng)農(nóng)民用氮肥來促使莊稼增產(chǎn)時(shí)，有的氮以一氧化二氮的形式進(jìn)入大氣 。
這種氣體還來自于化石燃料的燃燒 。盡管每年排放到大氣中的總量很小 ， 但是一氧化二氮分子在大氣中滯留的生命周期大約是150年!如果氮肥的使用量和化石燃料以一定的速率增長 ， 一氧化二氮對溫室氣體增溫效應(yīng)的貢獻(xiàn)將大概是甲烷的一半 。與甲烷和一氧化二氮不同，氟化物(CFCs)并不是大氣中自然存在的 。根據(jù)第1章的介紹可知，CFCs是為了各種用途而人為產(chǎn)生出來的化學(xué)物質(zhì)，這些氣體因?yàn)槭蛊搅鲗映粞鯗p少而惡名昭著 。CFCs在全球變暖中的作用很少有人知道，但它們是非常有效的溫室氣體 。
這些氣體在20世紀(jì)20年代才被研究出來，并在20世紀(jì)50年代以后才大量投入使用，但它們的溫室效應(yīng)已經(jīng)和甲烷一樣了 。盡管《蒙特利爾議定書》采取了大力度的措施來改變這一狀況，但是CFCs水平并沒有很快降下來(有關(guān)《蒙特利爾議定書》見第1章) 。因?yàn)镃FCs在大氣中可滯留幾十年，所以即使立刻停止所有的CFCs排放，大氣中的CFCs仍會(huì)存在好多年 。二氧化碳顯然是導(dǎo)致全球增暖溫室效應(yīng)的最重要原因，但并不是唯一的原因 。當(dāng)人類產(chǎn)生的所有溫室氣體(除了二氧化碳)的作用累加到一起時(shí) ， 可以預(yù)估未來這個(gè)累加作用會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過二氧化碳的單獨(dú)作用 。復(fù)雜的計(jì)算機(jī)模型表明，由二氧化碳和微量氣體造成的低層大氣增暖在每個(gè)地方是不一樣的 。兩極地區(qū)的溫度響應(yīng)大約是全球平均的2～3倍，其原因之一是極地的對流層非常穩(wěn)定 ， 因此抑制了垂直方向的對流混合，并限制了地面向上傳輸?shù)臒崃靠偭?。除此之外，海冰的減少也有助于較大溫度上升 。
人類可以改變天氣嗎
人工增雨：在有利于降水的天氣條件下，通過向云中播撒致冷劑、結(jié)晶劑、吸濕劑等，以增加云中冰晶濃度，促使云滴增大，從而達(dá)到增加降水的目的 。
人工消云減雨：通過在降水云團(tuán)的上游地區(qū)實(shí)施大規(guī)模的人工增雨作業(yè)，或者在上風(fēng)方地區(qū)往云層里播撒冰核 ， 阻止和延緩強(qiáng)降水 。
人工防雹：采用人工方法對可能產(chǎn)生冰雹的云層施加影響，使云中冰雹胚胎不能發(fā)展成冰雹 ， 或者使小冰粒在變成冰雹前就降落到地面 。
人工消霧：針對不同類型的霧，采用不同的方法進(jìn)行人工消除 。
然而，人工影響天氣的效果受到多種因素的影響，包括自然條件和技術(shù)的先進(jìn)程度 。例如，人工增雨的效果取決于云中是否存在過冷水滴，以及播云方法的選擇 。此外，由于天氣現(xiàn)象的自然變率很大，人工影響天氣的實(shí)際效果往往難以評(píng)估 。
盡管如此，人類在控制短期天氣現(xiàn)象方面已經(jīng)取得了一定的成就，例如通過植樹造林減少風(fēng)力、利用人工降雨和人工減雨技術(shù)調(diào)整降水量等 。然而，對于大范圍的天氣現(xiàn)象 ， 如大暴雨、大暴雪、臺(tái)風(fēng)等，人工影響天氣的作用仍然非常有限 。
綜上所述，人類可以通過現(xiàn)代科技手段在某種程度上改變天氣，但這種改變是有限的，并且需要精確的監(jiān)測預(yù)報(bào)和準(zhǔn)確的作業(yè)技術(shù) 。
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